Разновидностью оснований для легких и сверхлегких построек является столбчатый фундамент. Эта конструкция фундамента одна из самых дешевых, поэтому ее зачастую применяют при строительстве небольших хозяйственных и дачных построек.
Столбчатый фундамент отличается максимальной простотой конструкции Источник konopatka.org.ua
Применение, преимущества и недостатки столбчатого основания
В некоторых ситуациях фундамент на столбах является предпочтительнее других конструкций:
Возведение постройки со стенами из легких строительных материалов и без подвального помещения.
При возведении временных сараев и прочих хозпостроек.
Необходимость максимально сэкономить на фундаменте.
Все перечисленное, плюс, нецелесообразность возведения ленточного фундамента.
Кроме того, популярность столбчатого основания характеризуется следующими преимуществами конструкции:
для монтажа столбов требуется минимум времени;
невысокие затраты на рабочую силу
доступность строительных материалов;
обычно нет необходимости в специальной строительной технике;
требуется минимум материалов для тепло и влагоизоляции;
длительный период эксплуатации;
возможность монтажа конструкции на грунтах, подверженных значительному промерзанию;
простота в обслуживании и ремонте конструкции;
себестоимость столбчатого основания значительно ниже, по сравнению с другими фундаментами.
В некоторых случаях, можно обойтись минимумом земляных работ и без бетонирования Источник ruspskrf.ru
наличие слабых или подвижных грунтов на строительной площадке;
почва имеет в своем составе значительную часть торфа или глины;
высокий уровень залегания грунтовых вод;
использование тяжелых строительных материалов и возведение нескольких этажей;
перепад высот на строительной площадке более двух метров.
Также от столбчатого фундамента придется отказаться, если по каким-либо причинам под постройкой нужен подвал.
Устройство конструкции и разновидности
Столбчатый фундамент представляет собой установленные в определенном порядке столбы, удерживающие строение и передающие нагрузки от него почве.
Обычно у столбчатого фундамента расстояние между столбами от 1.5 до 2.5 метров друг от друга. Меньше попросту нецелесообразно – тогда главный козырь фундамента – дешевизна, окажется сомнительным. Больше не делается по причине возможного провисания лаг и расшатывания всей конструкции в будущем.
В обязательном порядке столбы монтируются под углы, точки пересечения стен, по линии установки несущих стен и балок будущего строения.
Пример «свайного поля» – чертежа, показывающего количество и расположение столбов Источник mauro-gianvanni.ru
В разрезе сечение опоры может быть круглым или прямоугольным. Материал для изготовления может использоваться разный:
Монолитный железобетон . Наиболее долговечная и устойчивая конструкция, которая изготавливается из бетона, усиленного арматурной решеткой.
Бетонные блоки . Немногим уступают монолитному железобетону. Но для их монтажа необходимо использовать специальную технику, так как блоки обладают значительным собственным весом.
Бут или бутобетон . Смесь бутового камня с бетоном. Применим для легких хозяйственных построек, но ощутимо «утяжелит» смету. Здесь потребуется тщательный подбор камней, так как от степени прилегания их друг к другу зависит плотность опоры.
Дерево . В последнее время деревянные столбы под фундамент используются только для временных и самых легких построек. В любом случае, применяются твердые сорта древесины: дуб, сосна или лиственница.
Объединение столбов в монолитную конструкцию проводится при помощи ростверка.
Монолитный столбчатый фундамент с ростверком Источник nur.kz
Виды ростверка
Чтобы нагрузка от строения равномерно передавалась грунту, на столбы устанавливают ростверк. Он соединяет столбчатые элементы конструкции в единую систему и сводит к минимуму разницу усадки стоек основания. На этапе монтажа столбчатых оснований, в них устанавливается специальный штырь или болт, на который впоследствии будет смонтирован ростверк.
Варианты оборудования ростверка:
Деревянные балки с большим сечением. Применяются для деревянных строений небольшого веса.
Двутавровые или тавровые конструкции. Могут использоваться, как отдельный элемент, или служить основанием под деревянные лаги.
Бетонные балки – могут быть сборные или монолитные. Устанавливаются при необходимости обеспечить максимальную устойчивость и прочность постройки, если для возведения используется плотная древесина или сравнительно тяжелые строительные материалы.
Онлайн калькулятор фундамента
Чтобы узнать примерную стоимость столбчатого фундамента, воспользуйтесь следующим калькулятором :
строительства малых архитектурных форм (беседки, хозблоки, гриль-домики) под ключ
Расчеты для монтажа столбчатых опор
Перед установкой конструкции необходимо выполнить обязательные расчеты и подготовить строительную площадку.
Даже для неприхотливого столбчатого фундамента, участок желательно выровнять Источник perevozka-24.by
Перед началом расчетов, необходимо взять пробу грунта на глубине 0.5 метра ниже уровня монтажа столбов. Проведенный анализ позволит понять, подойдет ли почва под монтаж столбчатого фундамента.
К необходимым расчетам относятся:
Определение веса будущей постройки. Это позволить определить общее давление на грунт: суммарную массу стен, перекрытий, крыши, ветровой нагрузки, планируемой мебели.
Расчет количества опор . Периметр строения делится на два метра (шаг монтажа опор). Кроме того, необходимо добавить столбы, которые будут установлены под внутренние опорные стены и перекрестия.
Площадь опорных столбов . Табличное значение. Например, площадь опоры диаметром 40 см составляет 1250 см.кв.
От площади опорных столбов напрямую зависит их количество. Чем меньше площадь опоры, тем больше их количество необходимо установить.
Для каждого материала установлен минимальный размер сечения опоры. Для монолитного железобетона эта величина составляет 0.3 метра, кирпича – 0.38 метра, бетона – 0.4 метра, бута и бутобетона – 0.6 метра.
Расчет основания столбов должен выполняться с таким расчетом, чтобы размер опоры превышал толщину стены на 10 сантиметров – по 5 сантиметров с каждой стороны.
Подготовка к работе
Начало робот начинается в подготовки строительной площадки и материалов. Для обеспечения строительства необходимо:
Очистить площадку от мусора.
Растительный слой почвы убрать на глубину 15-20 см и на два-три метра в стороны от строительной площадки.
Провести выравнивание строительной площадки, проверить ровность участка. Для этого, используют строительный уровень, установленный на доску, длиной около двух метров.
Если под срезом плодородного грунта обнаруживается глинистая почва, то надо оборудовать песчано-щебневую подушку.
После того, как участок готов, можно приступать к строительству.
Выполнение строительных работ
Разбивка основания
Суть работ заключается в том, что схема монтажа опор переносится с чертежа на строительный участок.
Перед разбивкой основания, по периметру будущей постройки, на расстоянии одного-двух метров от него, делают так называемую обноску. Это обыкновенные столбики, на которые набиты деревянные планки. Между планками натягивается веревка, которая и будет размечать строительный участок.
Даже при всем торжестве технологий, без обноски на стройке пока никуда… Источник stroychik.ru
Далее отмечаются детали фундамента: ямы и траншеи, их размеры и глубина. По периметру и внутри основания из веревки делаются растяжки, с указанием места бурения скважин под опоры. Осевые линии, угла строения контролируются измерительными приборами. Их расположение друг к другу должно находиться строго под углом 90°.
Теодолидом проверяют низ площадки, углы будущего строения и мест соединения стен. Отметка после проверки должна быть аналогична проектному показателю.
Полезно знать ! Теодоли́т – измерительный прибор для определения горизонтальных и вертикальных углов при топографических съёмках, геодезических измерениях, в строительстве и прочих работах.
Ямы под опоры
Под железобетонные или сборные основания ямы роют с использованием специальной техники или вручную. Ямы должны иметь вертикальную форму.
Если грунт не сыпучий и глубина ямы не превышает одного метра, то ее стенки могут быть прямыми. При глубине котлована более одного метра или при наличии сыпучего грунта, стенки ямы делаются наклонными наружу. При необходимости, укрепляют досками или распорками.
Глубина ямы под столб должна превышать проектную величину на 0.2-0.3 метра.
Теперь можно делать песчано-щебневую подушку Источник dm-st.ru
Ширина котлована должна отличаться от проектной ширины на 0.2-0.4 метра в каждую сторону. Это даст возможность свободно смонтировать опалубку и установить распорки.
Под круглые столбы ямы выполняются специальным автоматическим или ручным буром. Для уширения основания используется бур, оборудованный специальными складными ножами (ТИСЭ). На заданной глубине ножи открываются и выполняют проектное уширение основания.
В любом варианте, ширина столбчатого основания должна превышать ширину стен будущего строения.
На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу аудита строительных работ . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».
Строительство подушки
Под каждым столбом оборудуется песчано-щебневая или просто щебневая подушка – это устранит морозное пучение. Подушка должна превышать размеры основания столба на 0.1-0.2 метра со всех сторон.
Дно котлована на высоту 0.1-0.15 метра засыпается щебнем, который после засыпки трамбуется. На утрамбованный щебень укладывается слой крупнозернистого песка, высотой около 0.1 метра, поливается водой и трамбуется. Общая высота слоя должна быть такой, чтобы после его укладки можно было выйти на нулевой уровень установки основания столба. Чтобы из бетона, который будет заливаться, не уходила вода, подушка накрывается полиэтиленом или рубероидом.
На песчаную подушку укладывается гидроизоляция Источник zen.yandex.ru
При оборудовании ям под круглые столбы, принцип установки подушки аналогичен. Трамбовка выполняется при помощи длинного шеста.
Монтаж опалубки
Для изготовления бетонных монолитных столбчатых опор может применяться многоразовая, или одноразовая, несъемная опалубки.
Многоразовая опалубка представляет собой конструкцию, которая изготавливается из различных материалов и может собираться в разных вариантах. Это могут быть:
Доски, которые сбиваются в щиты разных габаритов.
Фанерные листы, толщиной 1-1,5 см.
Металлические съемные опалубки.
Пластиковые сборные опалубки.
Металлические и пластиковые опалубки чаще применяются в промышленном строительстве.
Для деревянной опалубки используется струганная односторонняя доска, толщиной от двух, до четырех сантиметров и шириной 12-15 см, влажностью не более 20%. Монтаж досок проводится струганной стороной внутрь. Доски или фанера для опалубки должны быть влажными. Иначе они будут впитывать влагу из бетона.
В качестве одноразовой опалубки используются трубы из твердого картона или пластика, толщиной от 0,5 до 2,5 см. Диаметр труб и их длина могут быть различных размеров. Внутренняя поверхность труб обработана водоотталкивающим раствором. Роль одноразовой опалубки может исполнить обычный рубероид.
Рубероид, как одноразовая опалубка Источник fundamentdomov.ru
В качестве несъемной опалубки может использоваться кирпичная кладка, асбестовая или пластиковая труба, тот же рубероид. После заполнения бетонным раствором, такая опалубка не снимается.
Арматурный стакан
Формируется из арматурных стержней, диаметром 1.0-1.2 см. Количество стержней в одном столбе может достигать от 4 до 6 штук. Могут располагаться квадратом или по кругу. По всей длине через каждые 15-20 см арматурные стержни скручиваются проволочной рамкой или кольцом, для которых используется арматурная проволока, диаметром 0.6-0.8 см. Такое соединение придаст устойчивость арматурным стержням, жесткость арматурной конструкции и столбчатому основанию в целом. Расстояние от арматурных стержней до опалубки не должно быть менее пяти сантиметров.
Если планируется впоследствии возведение монолитного бетонного ростверка, то рекомендуется арматурные стержни вывести наружу – это упростит сцепление столбов с ростверком. Если планируется монтаж деревянной, двутавровой или тавровой балки, желательно предусмотреть установку в застывающий бетон монтажного стержня или болта.
На столбы будет устанавливаться бетонный монолитный ростверк Источник stroy-dom-pravilno.ru
Заливка раствора
Для обычного железобетонного основания раствор заливается частями по 0.3 метра высотой. Каждая такая часть отдельно вибрируется, чтобы воздушные пузырьки вышли наружу. Такая процедура повторяется до тех пор, пока внутренняя емкость опалубки не будет наполнена на проектную высоту.
Если под столбы используется кирпичная кладка, то раствор делают из портландцемента марки, не менее М300. Лучший вариант – это марка М500. Раствор может быть нескольких вариантов изготовления:
Цемент – 1 часть, песок – 3 части.
Цемент – 1 часть, песок – 10 частей, известняк – 3 части.
Цемент – 1 часть, песок – 10 частей, глина – 1 часть.
При бутовой кладке применяют камни, толщиной более 25 см. Укладка проводиться на раствор с максимальной подгонкой камней друг к другу. Пустоты заполняются средним или мелким щебнем с последующей трамбовкой. Для повышения прочности, арматурная решетка при бутовой кладке может устанавливаться в любом положении.
Опоры столбчатого фундамента должен быть одной высоты. Для этого необходимо постоянно следить за вертикальной плоскостью и «отбивать» лишнюю величину. Застывшую верхушку снять сложно и требует лишних затрат.
Видео описание
Как делается установка армокаркаса и заливка бетона, смотрите в видеоролике:
Декорирование подпольного пространства
При возведении постройки на столбчатом фундаменте, между уровнем земли и ростверком (черновым полом) получается проветриваемое пространство. Это позитивно влияет на поддержание постоянного уровня влажности материалов, но негативно сказывается на теплоизоляции помещения. Кроме этого, в пустующем пространстве могут поселиться животные. Поэтому, в большинстве случаев, пустующее пространство стараются зашить. Для этого применяется один из вариантов:
Обивка по периметру листовым или отделочным материалом. На столбы фундамента крепят несущие рейки. К ним, при помощи саморезов или оцинкованных гвоздей, прикрепляется отделочный материал.
Изготовление забирки. Между столбами из кирпича или камня выполняется кладка в один ряд. При этом, можно монтировать декоративные элементы для цилиндрических столбов фундамента.
Оба варианта могут иметь свою дизайнерскую красоту, но вариант забирки будет стоить несколько дороже.
Еще можно установить панели с имитацией каменной кладки Источник bouw.ru
Пристроенные конструкции
Часто к уже выстроенной постройке может добавляться дополнительная конструкция. В случае со столбчатым фундаментом, когда «коробка» не стоит на земле, как минимум, такой конструкцией может стать крыльцо. Также, может быть пристроено другое помещение, которое по своей массе будет легче существующего.
В любом случае, для пристраиваемых конструкций изготавливается свой контур и свой фундамент. Так делается из-за того, что конструкции имеют различную массу и если они будут жестко связаны, то в случае усадки основной «коробки», пристройки будут деформироваться и разрушаться.
Видео описание
Последствия подобной ошибки показаны в следующем видео:
Фундаменты «коробки» и пристроек не должны соприкасаться. Между ними устанавливается деформационный шов. Для шва используются плотные материалы с хорошей поглощающей способностью. Например, сложенный в несколько рядов рубероид, минеральная вата, резиновые прокладки.
На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу монтажа и ремонта фундаментов . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».
Заключение
Самый большой плюс столбчатого фундамента – в его цене, ведь для такого основания не нужны специфические стройматериалы или высокая квалификация рабочих. Но всегда надо помнить, что столбчатые фундаменты предназначены исключительно для легких построек. Строить на таком основании жилой дом не возьмется ни один специалист, который заключает с вами договор, где будут прописаны гарантийные обязательства.
Фундамент из столбов - универсальный вариант. Такое основание сооружают, не учитывая тип почвы, и серьёзных работ по гидроизоляции и утеплению оно не требует. Поэтому возводить столбчатый фундамент решаются без сомнений, даже не обладая знаниями строителя.
Уникальный фундамент из «стержней»
Чтобы понять, что такое столбчатый фундамент, стоит детально рассмотреть его плюсы и минусы, задачи и устройство.
Столбчатый фундамент значительно отличается от ленточного, поскольку сооружается не по всему периметру здания
Преимущества и недостатки столбчатого основания
Бесспорными преимуществами фундамента из опорных столбов считают:
К недостаткам столбчатого фундамента приписывают:
Все минусы основания из столбов можно не рассматривать как нечто важное, если сооружать эту конструкцию с учётом её назначения.
Задачи конструкции из опорных столбов
Строить столбчатый фундамент целесообразно для таких объектов, как:
- дом без подвального помещения со стенами из лёгких материалов;
- кирпичная постройка, которая по экономическим причинам не может быть поставлена на ленточном фундаменте и поэтому сооружается на столбах, углублённых в землю на 2 метра;
- здание, возводимое в местности с почвой, склонной к пучению из-за низких температур и вследствие этого отрицательно воздействующей на любой фундамент, кроме столбчатого.
На столбы разумно ставить только небольшие домики из лёгких материалов, ведь вес иных строений опоры не выдержат
От сооружения конструкции из опорных столбов лучше вообще отказаться в следующих случаях:
- грунт на площадке под строительство слабый или подвижный, что может стать причиной опрокидывания недостаточно устойчивого фундамента;
- земля на участке содержит большое количество торфа, осадочных пород или глины, насыщенной водой;
- дом планируется строить из тяжёлого сырья, например, кирпичей толщиной более 5 см или железобетонных типовых плит;
- финансы и время на обустройство цоколя значительно урезаны (при создании столбчатом фундаменте цоколь сам собой не образуется, как это бывает во время строительства ленточного основания);
- почва на участке под строительство дома отличается резким перепадом высот (от 2 метров).
Столбчатый фундамент может быть устроен только на твёрдой и ровной почве, поскольку он не отличается идеальной устойчивостью
Вид фундамента из отдельных опор
Столбчатая опорная конструкция под дом - это система столбов, расставленных в углах, зонах скрещивания стен и нахождения несущих простенков или балок, на которые приходится вес всего здания. Чтобы столбы функционировали как единая конструкция и были максимально устойчивы, их объединяют посредством ростверка - обвязочных балок.
Столбчатым фундаментом, сооружаемым наиболее часто, считается конструкция из монолитных железобетонных блоков.
Фундамент может быть сделан из бетонных блоков, а ростверк - из древесины
Обычно столбы располагают, оставляя между ними от 2 до 2,5 метра пустующего пространства. Но в некоторых случаях строители выходят за рамки традиционного варианта расстановки опор.
Когда столбы монтируют в земле через каждые 2–2,5 метра, ростверк создают как стандартную армированную перемычку. При этом не объединяют в единый ансамбль пристраиваемые к дому веранду, крылечко и террасу.
Для мест вроде крыльца организуют отдельные основания, разделяемые деформационным швом. Это необходимая мера, ведь вес дополнительных помещений всегда отличается от веса дома, отчего и усадка у этих строений не может быть одинаковой.
Обычно столбы расставляют на расстоянии 2–2,5 м друг от друга
Расстояние между столбами делают большим (от 2, 5 до 3 метров), ссылаясь на значительную мощность обвязочных балок. Наиболее надёжный ростверк создают в виде единой или сборной балки. А простая конструкция, соединяющая опоры, может быть сделана из металлических деталей, например, швеллеров или профилей.
Вариации основания из столбов
Каким будет столбчатый фундамент, решают, опираясь на количество финансов и умения самостоятельно заниматься строительством.
Блочные опоры
Столбчатый фундамент может быть составлен из бетонных или железобетонных блоков, изготавливаемых отдельно и монтируемых непосредственно при обустройстве опорной конструкции для постройки.
Каждый столб конструкции можно собрать из отдельных блоков - очень надёжного материала
В ГОСТ указано, что блоки, которые пойдут на сооружение фундамента, необходимо производить из бетона марки не ниже М-100. Что касается размера блоков, то частные застройщики привыкли брать сырьё с параметрами 20*20*40 см и весом 32 кг. Относительно лёгкими считаются фундаментные блоки из керамзитобетона - материала, который устойчив к термическому воздействию.
Крупные блочные конструкции из железобетона можно укладывать только строительным краном, ведь их вес может быть равен даже двум тоннам. Подобные блоки усиливают специальной арматурой с диаметром от 9 до 15 мм и используют исключительно для сооружения ленточных и плитных оснований под огромные кирпичные постройки.
Чаще всего для самостоятельного сооружения столбчатого фундамента берут лёгкие небольшие блоки, поскольку из крупного сырья построить опоры получится только с применением техники
Лучшая глубина закрепления столба из блоков в земле - от 50 см до 1 метра. Если же тип грунта и вес постройки диктуют иные требования, то разумнее сооружать не блочный фундамент, а основание из асбестоцементных труб, наполненных бетоном. Закладывать блоки на глубину более 1 метра слишком трудно.
Кирпичные столбы
Надумав сооружать столбчатый фундамент из кирпича, необходимо закупать только красное полнотелое керамическое строительное сырьё. Этот материал отвечает всем необходимым требованиям: он водонепроницаем, необыкновенно прочен и морозостоек.
Такая характеристика кирпича, как морозостойкость, считается крайне важной. Чем больше показатель невосприимчивости к низкой температуре, тем дольше строительное сырьё служит. Например, морозостойкость 70 указывает на то, что кирпич испортится не раньше чем через 70 лет.
Для сооружения фундамента принято использовать красный полнотелый керамический кирпич, ведь он наиболее прочен
Из кирпичей можно сооружать как малозаглубленный, так и заглублённый столбчатый фундамент. Глубина первого варианта основания колеблется между 40 и 70 см. А заглублённый фундамент всегда устанавливается ниже уровня промерзания грунта на 30–50 см.
Располагать опорную конструкцию на значительном расстоянии от поверхности земли решаются, когда почва на строительном участке пучинистая, а уровень подземных вод непостоянный.
Чтобы сделать основание надёжным, кирпичные опоры столбчатого фундамента требуется создавать в 2 кирпича
Главные столбы фундаментат (опоры, стоящие в углах внешних стен и в местах пересечения внутренних перегородок) принято изготавливать в 2 или 2,5 кирпича. В остальных случаях столбы разрешается выполнять в полтора кирпича и расставлять на расстоянии полутора или двух метров друг от друга.
«Ножки» из дерева
Основание из деревянных «ножек» – самый экономичный вариант. Брёвна, подходящие для фундамента, несложно срубить и обработать своими силами.
Столбчатый фундамент из деревянных опор принято сооружать под домик для проживания в течение лета или крошечное строение из древесины.
Деревянные столбы предназначены только для самых лёгких временных построек, так как под чрезмерным давлением они могу сломаться
Лучшее сырьё для создания деревянных опор - это древесина сосны, дуба или лиственницы. «Стержни» вырезают из комлевой части бревна с диаметром от 2 до 40 см. Ставя в ямы, столбы из древесины закрепляют по бокам кирпичами, камнями или утрамбованной насыпью щебня.
Иногда деревянные опоры фиксируют на месте бетонным раствором. При этом столбы погружают в жидкий бетон на 10 см. Другим хорошим фиксатором для опор из древесины может выступать крестовина, сделанная из двух пластин длиной 0, 8 метра, скомпонованных в положении крест-накрест.
Чтобы закрепить столб на крестовине, в его нижней части вырезают шип. Он вставляется в паз, проделанный в центральной зоне крестовины. Затем столб фиксируется на своеобразной платформе косынками.
Для надёжного закрепления столба в грунте используют крестовину и укосины
Деревянные опоры полагается особым образом защищать от гниения. Сначала их покрывают глиной так, чтобы образовался слой толщиной 1 см, затем обжигают раскалёнными углями. Последнюю задачу выполняют неспешно, следя за тем, чтобы обуглилось буквально 1, 5 см древесины. Обожжённые столбы обрабатывают подогретым битумом или гудроном и сушат.
Под наружные стены деревянные опоры погружают в землю на глубину от 70 до 120 см. А столбы для поддержки перегородок внутри дома ставят на глубину в 50 см.
Основные столбы деревянного фундамента полагается погружать на глубину в 70–120 см
Монолит
Здания в 2 или 3 этажа предпочтительнее сооружать на столбчатом монолитном основании. Такой фундамент не просядет даже под значительным давлением.
Столбчатый монолитный фундамент без проблем служит более 100 лет. Каждый столб этой опорной конструкции способен держать на себе предмет весом в 100 тонн.
Монолитный фундамент считается самой популярной конструкцией по сравнению с другими столбчатыми основаниями
Монолитное основание из столбов создаётся из бетона, усиленного металлическими прутьями и залитого в специальные формы - трубы или опалубки. Данный фундамент получается необыкновенно долговечным, так как полностью лишён швов.
Столбчатый фундамент своими руками: пошаговая инструкция
К сооружению столбчатой конструкции под дом приступают только после выполнения расчётов и подготовки строительного участка.
Необходимые вычисления
Расчёт нужен, чтобы узнать, сколько потребуется столбов, и какими они должны быть по размеру.
Перед вычислительными действиями требуется протестировать грунт на строительной площадке - пробурить скважину с глубиной на 60 см ниже уровня, на котором планируется устанавливать столбы фундамента. В случае обнаружения под несущим грунтом земли, пропитанной водой и поэтому слабой, решение о строительстве столбчатого основания лучше отменить. Столбы, испытывающие нагрузку, в нетвёрдой почве вряд ли смогут стоять неподвижно.
Первая скважина на строительной площадке должна быть тестовой - для проверки состояния грунта
Определение нагрузки на почву
Убедившись, что на участке можно сооружать столбчатый фундамент, следует узнать, какое давление будет испытывать земля. Для этого требуется определить вес будущего дома.
Рассчитывая, каким станет давление на землю после строительства дома, следует прибавлять к весу сооружения массу фундамента. Для этого необходимо определить примерный объём конструкции и умножить полученную цифру на удельный вес материала. Например, у железобетона этот показатель равен 2500 кг/м³.
Таблица: приближённые значения удельного веса для элементов постройки
| Конструкции | Удельный вес, кг/м² |
| Стены | |
| Стены из кирпича (толщиной в полкирпича) | 200–250 |
| Стены из блоков пенобетона или газобетона толщиной 30 см | 180 |
| Стены из брёвен диаметром 24 см | 135 |
| Стены из бруса толщиной 15 см | 120 |
| Каркасные утеплённые стены толщиной 15 см | 50 |
| Перекрытия | |
| Цокольные и между этажами по деревянным балкам (утеплённые материалом плотностью до 200 кг/м³) | 100 |
| Чердачные по деревянным балкам (утеплённые материалом плотностью до 200 кг/м³) | 150 |
| Бетонные пустотные плиты | 350 |
| Монолитные (из железобетона) | 500 |
| Эксплуатационная нагрузка для цокольных и межэтажных перекрытий | 210 | 105 |
| Крыша с учётом стропил, обрешётки и кровельного материала | |
| С кровлей из листовой стали, металлической черепицы или профнастила | 30 |
| С рубероидной кровлей в 2 слоя | 40 |
| С кровлей из шифера | 50 |
| С кровлей из натуральной керамической черепицы | 80 | 100 | 50 | 190 |
*Когда скат крыши наклонен более чем на 60 градусов, снеговая нагрузка сводится к нулю.
Суммарная площадь оснований столбов
Как только становится известно, сколько будет весить будущий дом, узнают минимально необходимую суммарную площадь оснований всех столбов. Для определения этого параметра пользуются формулой S = 1, 3 * P/R 0 . Цифра 1, 3 обозначает коэффициент запаса надёжности, P - общий вес постройки в кг (с учётом фундамента), а R 0 – расчётное сопротивление несущего грунта в кг/см².
Таблица: примерные значения сопротивления несущего грунта на глубине 1, 5 метра
Пример определения количества столбов основания
Попробуем рассчитать, сколько круглых опор понадобится для устройства столбчатого основания под маленький каркасно-щитовой дом с габаритами 5х6 метров. При этом учитываем, что высота первого этажа равна 2,7 м, а этот же параметр у фронтона составляет 2,5 м. также не забываем использовать такие данные, как материал кровли (шифер), тип несущего грунта (суглинок) и глубина промерзания (1,3 м).
Каркасный дом может быть установлен на 10 столбах
Расчёт веса постройки выполняется следующим образом:
- Определяется площадь всех стен с учётом фронтонов (72 м²) и их масса (72 × 50 = 3600 кг).
- Находится общая площадь и масса перекрытий. Поскольку в доме имеется цокольное и межэтажное перекрытия, их плошадь составляет 60 м², а масса - 6000 кг (60 × 100 = 6000 кг).
- Эксплуатационная нагрузка имеется также и на 1-ом и на мансардном этаже. Значение её будет равно 12600 кг (60 × 210 = 12600 кг).
- Площадь крыши составляет в нашем примере около 46 м². Её масса при шиферной кровле - 2300 кг (46 × 50 = 2300 кг).
- Снеговую нагрузку принимаем равной нулю, так как угол наклона скатов крыши больше 60˚.
- Определим предварительную массу фундамента. Для этого условно выбираем диаметр будущих столбов и их количество. Допустим, у нас есть бур диаметром 400 мм, это значение и возьмём. Число столбов предварительно берётся исходя из условия - один столб на 2 метра периметра фундамента. У нас получится 22/2 = 11 штук. Теперь рассчитываем объём одного столба высотой 2 метра (заглубляем на 0, 2 м ниже глубины промерзания + 0,5 метра возвышается над землёй): π × 0,2² × 2 = 0, 24 м³. Масса одного столба равна 600 кг (0,24 × 2500 = 600 кг), а масса всего фундамента - 6600 кг (600 × 11 = 6600 кг).
- Суммируем все полученные значения и определяем общий вес дома: Р = 31100 кг.
- Минимальная необходимая суммарная площадь оснований всех столбов будет равна 11550 см² (S = 1,3×31100/3,5 = 11550 см²).
- Площадь основания одного столба диаметром 400 мм будет равна 1250 см². Следовательно, в нашем фундаменте должно быть минимум 10 столбов (11550/1250 = 10).
Если уменьшить диаметр опор основания, то их количество увеличится. Например, вооружившись буром, создающим скважины размером 30 см, потребуется установить хотя бы 16 столбов.
Подготовка к строительству
До заливки столбчатого фундамента на участке нужно позаботиться о следующем:
- Очистить площадку от мусора и убрать плодородный слой почвы толщиной 30 см.
- Обнаруженный под удалённым грунтом крупный или средний песок принять за основание для фундамента, а глинистый грунт, который встречается не реже песчаного, – упрочнить, засыпав пластом из двух материалов - песка и гравия.
- Выровнять участок под строительство, устраняя бугры и ямы, и проверить его горизонтальность с помощью уровня, установленного на двухметровую ровную доску.
Ровность подготовленного участка проверяют рейкой
- Завести на площадку строительное сырьё и установить по периметру будущего строения обноску (столбы на расстоянии 2 м от здания и прибитые к ним доски с отметками размера ям и опор). Правильность разбивки осевых линий необходимо контролировать, измеряя расстояния рулеткой. Кроме этого, полагается проверить, прямыми ли получились углы фундамента в форме прямоугольника или квадрата.
- Разбить на участке план будущего дома, то есть отметить его параметры посредством колышков.
- Создать ямы для установки столбов (при необходимости сделать скважины под деревянные опоры можно воспользоваться буром, а в случае монтажа столбов из железобетона стоит вооружиться лопатой).
- Засыпать дно ям гравием и песком и увлажнить. Готовые «подушки» требуется утрамбовать и закрыть полиэтиленом или рубероидом.
Дно пробуренных ям укрепляют твёрдым материалом, например,Проце гравием
Создание опалубки для столбов
Отличным вариантом опалубки для опор под дом может стать временная конструкция из струганных с одной стороны (струганная часть устанавливается лицом к бетону) досок любых пород дерева, толщиной от 25 до 40 мм, шириной от 12 до 15 см и влажностью не более 25%.
Вместо досок, при сооружении опалубки можно воспользоваться древесно-стружечными плитами, водоупорной клеёной фанерой или металлическими листами. Однако предпочтительнее выбирать именно доски, поскольку они меньше сцепляются с бетонным раствором.
Деревянная опалубка столбчатого фундамента - это стандартный вариант
Временную вспомогательную конструкцию необходимо устанавливать вплотную к стенкам выкопанной скважины и перпендикулярно подошве основания. Правильность выполненной задачи рекомендуется проверять отвесом.
Если в качестве материала для сооружения опалубки были выбраны доски, то надо иметь в виду, что они должны быть тщательно смочены водой. Проигнорировав это условие, можно получить непрочные столбы, ведь сухая древесина всасывает влагу, как губка, и из-за этого ухудшает свойства бетона.
Опалубка из рубероида - это новшество
Вспомогательной конструкцией при строительстве столбчатого фундамента может стать и несъёмная опалубка из рубероида. Этот материал сразу выполняет несколько задач: служит формой для заливки бетона и защищает опоры от сырости.
Опалубка из рубероида - хорошее решение, если грунт в созданной скважине плотный и неосыпающийся.
Чтобы сделать вспомогательную конструкцию из рубероида, действуем следующим образом:
Особенности заливки фундамента
Если домашний умелец сторонник традиционного способа заливки фундамента, то для выполнения этой миссии он должен предпринять следующее:
Тот, кто не чуждается альтернативных методов сооружения основания под дом, может сделать фундамент с применением бура ТИСЭ. Инструмент позволит создать столбчатую конструкцию с уширением у основания, что предоставит уникальную возможность поставить на опоры более тяжёлую постройку или уменьшить число столбов.
Столб с уширением (по технологии ТИСЭ) формируют поэтапно:
Видео: пример строительства столбчатого фундамента по технологии ТИСЭ
Справиться с сооружением столбчатого фундамента под силу даже одному человеку. Для этой работы не нужно искать ни технику, ни наёмных рабочих, ни большого количества материалов.
Фундамент является важнейшим элементом любого строения: от лёгкой садовой беседки до капитального многоэтажного загородного особняка. Это начало постройки и её основа в буквальном смысле. От того, насколько правильно выбран, рассчитан и выполнен фундамент, зависит прочность, долговечность и безопасность эксплуатации здания. Вопрос, какой тип фундамента выбрать, возникает ещё на этапе планирования строительства. Оптимальным его решением во многих случаях будет решение возвести столбчатый фундамент своими руками: пошаговая инструкция выполнения работ может дать полное представления о принципах его конструкции и тонкостях процесса обустройства.
Преимущества и недостатки столбчатого фундамента
Рассчитанные самостоятельно и обустроенные своими руками столбчатые фундаменты для каркасных домов и построек без подвальных помещений, не оказывающих сильного давления на грунт, просты в исполнении и относительно дёшевы.
По отзывам опорно-столбчатые фундаменты обладают достаточно внушительным списком преимуществ:
При этом недостатков у столбчатых фундаментов всего два:
Виды столбчатого фундамента
Прежде чем приступить к детальному проектированию и расчёту столбчатого фундамента, следует определиться, на каком участке, какого типа и по какой технологии будет на нём возведена постройка. От этих факторов зависит выбор материала столбчатых оснований фундамента и глубина их заложения.
Материалы для возведения фундамента
Для фундаментных оснований могут быть использованы следующие материалы:
- железобетон;
- бутобетон;
- блоки;
- кирпич;
- натуральный камень;
- дерево;
- трубы: асбестовые или пластиковые.
Глубина заложения фундамента
Глубина заложения столбчатого фундамента определяется его конструкцией, технологическими параметрами строения и геологическими характеристиками грунта в пятне застройки.
По глубине заложения столбчатые основания делятся на три основных типа:
Для устройства столбчатого фундамента своими руками пошаговая инструкция нужна как наиболее подробное и наглядное пособие.
В общем случае, конструкция опорно-столбчатого фундамента – это система опор минимально возможного поперечного сечения, расположенных в точках сосредоточения нагрузки: в углах здания, в местах пересечения стен, под несущими балками, простенками, под печью. Для определения количества отдельно стоящих столбиков, расстояние между ними принимается равным 1,5–2,5 м. Чтобы связать опоры фундамента в единую конструкцию, между ними делают ростверк.
Высота столбов над нулевой отметкой индивидуальна и зависит от конструктивных особенностей ростверка.
Расчет столбчатого фундамента
Возведение столбчатого фундамента начинается с расчета. Скорее всего, для самостоятельного выполнения расчетов понадобится программа типа «Фундамент» или какая-либо другая, которую можно найти в интернете и бесплатно скачать. Для работы с такими программами понадобятся следующие параметры:
Технология строительства фундамента со столбчатыми опорами требует также и дополнительных данных:
В результате произведенных расчетов будут получены следующие значения, необходимые для устройства столбчатого фундамента:
Столбчатый незаглубленный фундамент
Столбчатый незаглубленный фундамент на опорах, расположенных с шагом 1,5-2,5 м, используется довольно часто. Подобные фундаменты могут быть возведены на непучинистых и слабопучинистых грунтах при том, что постройка (деревянный или щитовой дом, баня, хозблок, пристройка или летняя кухня) имеет небольшую площадь и, соответственно, небольшой вес. Более того – если строительство ведётся на скальном, крупнообломочном или не склонном к подвижкам грунте, этот тип фундамента можно устроить и под достаточно большим по площади домом из бревна или бруса. Возможно также возведение фундамента на незаглубленных опорах при условии уменьшения влияния сил пучения на строение. Для этого грунт под опорами заменяют на песчаную подушку.
В качестве материала для столбов возможно использование бетона, бутобетона, пескобетона или бетонных блоков для фундамента, размеры и цены которых весьма разнообразны. Однако чаще всего берут фундаментные блоки размерами 20х20х40. Цену такого фундамента, как и необходимое для его строительства количество блоков, можно рассчитать самостоятельно или с помощью «фундаментного» онлайн-калькулятора. Также можно изготовить своими руками столбчатый фундамент из кирпича, но при этом необходимо учесть, что недопустимо использование кирпичей силикатных или керамических с низкой морозостойкостью.
Работы по строительству незаглубленного столбчатого фундамента из готовых блоков можно разделить на несколько основных этапов:
При устройстве своими руками фундамента из блоков 20х20х40 видео-ролики и пошаговые инструкции помогут понять технологию работ, вникнуть в процесс и более точно оценить финансовые затраты.
Мелкозаглубленный столбчатый фундамент
Мелкозаглубленный фундамент – одна из наиболее популярных разновидностей столбчатого фундамента. Средства и усилия, которых требует его устройство, минимальны, а диапазон применения для построек каркасного типа весьма широк.
В качестве основы под каркасный дом или лёгкую баню часто делают столбчатый фундамент с использованием труб как опалубки для бетонной смеси. Поскольку всю нагрузку на себя возьмёт железобетонный столб, материал труб особого значения не имеет: подойдут и пластиковые, и асбестовые трубы, используемые обычно для устройства канализационных сетей.
Диаметр труб зависит от нагрузки. Для легких строений типа беседок или пристроек достаточно 10 см, для зданий из бревна необходимы трубы 25-30 см. Количество бетона в итоге определяется именно диаметром трубы. На 10 м трубы 10 см в диаметре понадобится 0,1 м3 бетона, труба в 20 см потребует 0,5 кубометра, в 30 см – 1 кубометр. Расчёт сделан с учётом бетонной подушки основания.
Схема проведения работ по устройству столбчатого фундамента из асбестовых труб своими руками (видео процесса можно найти в интернете) в общих чертах следующая:
- подготовка строительной площадки – уборка мусора, удаление посторонних предметов, снятие дёрна и выравнивание. Разметка периметра будущего здания, углов, внутренних стен и их пересечений. Места установки опор фундамента отмечают колышками;
- затем ручным буром для столбов делают отверстия в грунте. Глубина скважины должна быть на 20 см больше рассчитанной: для устройства песчаной подушки;
- устройство песчаной подушки с обязательной утрамбовкой и проливанием песка водой. После окончательного впитывания воды на дно следует постелить куски рубероида, дабы предотвратить уход в песок влаги из бетонной смеси;
- установка труб в скважины с запасом по высоте не менее 10 см. Выравнивание труб по уровню и закрепление их в скважинах с помощью деревянных брусков. При близком залегании грунтовых вод трубы необходимо промазать битумной мастикой до уровня грунта для гидроизоляции;
- затем основание трубы на 40-50 см заливают тщательно вымешанной бетонно-гравиевой смесью (1 часть цемента и 2 части песка, разбавленные водой до состояния жидкого теста, соединяют с 2 частями мелкого гравия). Сразу после заливки трубу приподнимают на высоту 15-20 см и оставляют в таком положении до полного застывания цемента. Это необходимо для создания основания, противостоящего выталкиванию при пучении грунта;
- после застывания бетона следует гидроизолировать трубу с внешней стороны рубероидом и засыпать скважину песком с поэтапной проливкой и утрамбовкой;
- внутрь труб помещают арматуру, после чего заливают бетоном оставшуюся часть трубы;
- после окончательного застывания бетона – спустя 2-3 недели – продолжают строительные работы. Надо добавить, что нелишним будет сделать гидроизоляцию фундамента полимерными или битумными растворами.
По такой же схеме возможен монтаж своими руками столбчатого фундамента из пластиковых труб. Видео и фото помогут сориентироваться в тонкостях рабочего процесса, в целом несложного.
Столбчатый фундамент с ростверком
Ростверк представляет собой систему из рандбалок и обвязочных балок. Она жёстко фиксирует фундамент, исключая его смещение в горизонтальной плоскости или опрокидывание всей конструкции. При наличии ростверка нагрузка от строения распределяется равномерно по всем установленным столбчатым опорам, в результате чего повышается устойчивость и сопротивляемость разрушению.
Для облегчения понимания процесса необходимые работы изложены поэтапно.
Подготовка и установка опор:
- в любом случае начальным этапом подготовки к возведению фундамента является обустройство строительной площадки. После удаления мусора и т.п. по периметру будущего фундамента удаляют дерн и верхний слой грунта;
- для опор необходимо вырыть ямы глубиной на 20 см больше чем уровень промерзания почвы. Ширина ямы должна быть на 40 см больше ширины стены, так как с каждой стороны прибавляют по 20 см для опалубки и распорок;
- на дне каждой ямы делают пролитую водой и хорошо утрамбованную подушку из песчано-щебёночной смеси высотой 20 см. Подушку выстилают рубероидом или полиэтиленом, чтобы влага из заливаемого в яму бетона не уходила в грунт;
- короба для опалубки собирают из досок толщиной 20 мм;
- установленную в ямы опалубку рекомендуется тщательно смочить для предотвращения впитывания влаги из цементного раствора и облегчения удаления;
- после установки опалубки в ямы помещают каркас из арматуры. Каркас собирается отдельно, из прутка 10-14 мм в диаметре. Длина прутков подбирается таким образом, чтобы застывания бетона их концы торчали над уровнем грунта на 30-40 см;
- бетонную смесь заливают непрерывно, слоями по 20-30 см, разравнивая вибратором во избежание образования воздушных пузырей;
- опалубку снимают через 3-4 дня, поверхность опор обрабатывают любой подходящей гидроизоляционной смесью и оставшуюся часть ямы засыпают песком. Перед засыпкой также возможно утепление фундамента экструдированным пенополистиролом.
Устройство ростверка:
Есть два варианта монтажа ростверка: укладывая его на земле или поднимая над её поверхностью. Преимущество второго способа – исключение воздействия сил пучения:
Стоимость работ по устройству столбчатого фундамента
Общая стоимость столбчатого фундамента складывается из суммы стоимости материалов и затрат на собственно работы. В большинстве случаев она значительно ниже, чем стоимость фундаментов других видов, поскольку могут быть построены практически все типы столбчатых фундаментов своими руками. Видео и фото, инструкции и руководства, найденные в интернете, тоже, как правило, дёшевы или бесплатны.
Расчет стоимости большинства видов столбчатого фундамента возможно сделать самостоятельно с помощью специальных онлайн-калькуляторов или программ. Многие из них достаточно легко находятся в интернете, бесплатны и обладают интуитивно понятным интерфейсом.
Целесообразность выбора столбчатых фундаментов
Столбчатые фундаменты возводят в основном под дома без подвалов с легкими стенами (деревянными, щитовыми, каркасными). Закладывают их и под кирпичные стены, когда требуется глубокое заложение и ленточный фундамент неэкономичен. Столбчатые фундаменты по расходу материалов и трудозатратам в 1,5- 2 раза экономичнее ленточных.
В зависимости от конструкции здания (прежде всего его массы и этажности) столбы для фундамента могут быть каменные, кирпичные, бетонные, бутобетонные, железобетонные и из других материалов. Чаще всего при устройстве столбчатых фундаментов применяют готовые сборные бетонные и железобетонные блоки. Столбчатые фундаменты обязательно устанавливают под углы дома, в местах пересечения стен, под стойками каркаса, тяжелыми и несущими простенками, балками и другими местами сосредоточенной нагрузки. Для уменьшения давления на слабые грунты столбчатые фундаменты из штучных материалов уширяют в нижней части, делая уступы высотой не менее двух рядов кладки.
Если глубина заложения столбчатого фундамента более 1 м и устройство фундамента из мелкоштучного материала трудновыполнимо, применяют железобетонные столбы, асбестоцементные или металлические трубы. Если при рытье ям в них нет воды, такие фундаменты можно делать с опорной плитой из монолитного бетона, укладываемого на дно во время установки столбов. Расстояние между столбами принимается 1,2-2,5 м. По верху столбов должны быть уложены обвязочные балки для создания условий совместной их работы. При расстоянии между столбами фундамента больше 2,5-3 м по их верху укладываются более мощные рандбалки (железобетонные, металлические).
Минимальное сечение фундаментных столбов, мм, принимается в зависимости от того, из какого материала они изготовлены: бетон - 400; бутобетон - 400; кладка из естественного камня - 600; из бута-плитняка - 400; из кирпича выше уровня земли - 380, а при перевязке с забиркой - 250.
Сооружать столбчатые фундаменты предпочтительнее на пучинистых грунтах, так как с минимальными затратами их можно устанавливать ниже глубины промерзания. При этом действие касательных сил, вызываемых морозным пучением грунта, на поверхность столбов минимально. Избежать отрицательного воздействия сил морозного пучения не всегда удается только за счет увеличения глубины заложения фундамента ниже уровня промерзания. Касательные силы морозного пучения нейтрализуют следующим образом: основание фундамента делают уширенным в виде площадки-анкера, которая не позволяет вытащить фундамент из земли при морозном пучении. Внутри такого фундамента желательно заложить арматурный каркас, который защитит фундамент от разрыва. Если фундамент возводят из камня, кирпича, мелких блоков, монолитного бетона без армирования, его стены необходимо делать сужающимися кверху.
При большой глубине промерзания в пучинистых грунтах эффективны анкерные столбчатые железобетонные, монолитные либо сборные фундаменты. На такие фундаменты незначительно влияние сил морозного пучения, действующих на боковую поверхность, так как столбы выполняют с минимальным поперечным сечением (см. рис. 1).
Дополнительными мерами уменьшения влияния сил морозного пучения могут быть: покрытие боковых поверхностей фундамента материалами, уменьшающими трение грунта, а также утепление поверхностного слоя грунта вокруг фундамента. Глубина заложения фундаментов находится в непосредственной зависимости от глубины промерзания грунтов и уровня грунтовых вод.
Для повышения устойчивости столбчатых фундаментов, во избежание горизонтального их смещения и опрокидывания, а также для устройства опорной части цоколя между столбами делают ростверк. При устройстве столбчатых фундаментов под деревянные постройки функцию ростверка может выполнять деревянная обвязка из бревен или бруса. При этом пространство между планировочной отметкой земли (отмосткой) и обвязкой заполняют забиркой.
Опорной частью цоколя при каменных и кирпичных стенах может служить железобетонный ростверк, укладываемый поверх столбов. Выполняют ростверк и в виде рядовой перемычки, армированной 4 - 6 арматурными стержнями диаметром 10 - 12 мм, уложенными по слою бетона толщиной 70 мм. Высота рядовой перемычки должна составлять 1/4 пролета, но не менее 4 рядов кладки. Ростверк может быть выполнен в виде монолитной или сборной железобетонной рандбалки.
При сооружении монолитных железобетонных столбчатых фундаментов потребуются дополнительные затраты, связанные с изготовлением и установкой арматурных каркасов, приготовлением и укладкой бетонной смеси, сборкой и разборкой опалубки ростверка и другими работами. При устройстве фундаментов на пучинистых грунтах необходимо иметь четкое представление о том, что строительство дома и ввод его в эксплуатацию должны осуществляться в один строительный сезон. Фундаменты, возведенные на пучинистых грунтах и оставленные на зимнее время без нагрузки (без стен, перекрытий и крыш), могут деформироваться.
Непредвиденные деформации могут произойти и в том случае, когда построенный дом в зимнее время не эксплуатируется и не отапливается, а глубина заложения фундамента была рассчитана на тепловой режим отапливаемого дома.
Сборные столбчатые фундаменты имеют следующие преимущества перед ленточными:
столбчатые фундаменты в зависимости от шага опор при одинаковой глубине заложения примерно в 1,5 - 2 раза экономичнее ленточных по расходу материалов и стоимости;
применение сборных столбчатых фундаментов значительно сокращает трудоемкость работ и продолжительность работ нулевого цикла примерно вдвое;
стоимость столбчатых фундаментов можно снизить еще приблизительно в 1,5 раза, если столбы выполнять монолитными в инвентарной опалубке, уменьшив их сечение вдвое по сравнению со сборными.
Столбчатые фундаменты имеют еще одно положительное качество, которое заключается в том, что грунты основания под отдельно стоящими опорами работают лучше, чем под сплошными ленточными, вследствие чего и осадка под ними при равных давлениях на грунт значительно меньше, чем у ленточных. Снижение величины осадки дает возможность соответственно повысить давление на грунт на 20 - 25% и, следовательно, уменьшить общую площадь фундамента.
Как уже говорилось, самыми опасными силами, действующими на фундамент малоэтажных индивидуальных домов, являются силы морозного пучения. Поэтому почти все приводимые варианты устройства фундаментов рассматриваются с точки зрения их строительства на пучинистых грунтах. Принято считать, что при строительстве на пучинистых грунтах глубина заложения фундаментов должна быть ниже расчетной глубины сезонного промерзания.
Однако для малонагруженных фундаментов небольших домов силы пучения обычно превосходят суммарную нагрузку от дома, действующую на фундамент, вследствие чего и происходят различного рода деформации. Поэтому при строительстве на пучинистых грунтах домов без подвалов лучше сооружать малозаглубленные, мелкозаглубленные или незаглубленные фундаменты. Поясним их отличия.
Малозаглубленными считают фундаменты с глубиной заложения 0,5 - 0,7 нормативной глубины промерзания. Например, при нормативной глубине промерзания 140 см глубина малозаглубленного фундамента составит 140x0,5 = 70 см.
Мелкого заложения считают те фундаменты, где отношение высоты к ширине подошвы фундамента не превышает 4. Незаглубленные фундаменты - те, глубина заложения которых составляет 40 - 50 см.
Грамотно выполненные малозаглубленные фундаменты обеспечат :
- снижение величин сезонного колебания пучения грунтов и фундаментов;
- сокращение объемов работ и сроков возведения фундаментов;
- снижение стоимости возведения фундаментов за счет сокращения расхода материалов и трудозатрат;
- возможность устройства фундаментов практически при любых гидрогеологических условиях площадки.
Конструкции столбчатых фундаментов
Столбчатые фундаменты из готовых типовых бетонных блоков представляют собой конструкцию, состоящую из набора отдельных блоков, укладываемых на цементный раствор. Количество блоков зависит от заглубления фундамента (рис. 2). Для устройства фундаментных столбов выкапывают с откосами ямы необходимой глубины. Размеры в плане зависят от ширины и длины применяемых сборных элементов плюс не менее 20 см с каждой стороны для устройства песчаной подушки.
В зависимости от несущей способности грунта основания, общей нагрузки, действующей на 1 м2 подошвы фундамента, определяется опорная площадь фундамента. Площадь сборного столбчатого фундамента можно увеличить за счет замены бетонных блоков Ф 4.5.3 (Sф = 1900 см2), Ф 4.4.3 (Sф = 1520 см2) на ФБС 9-5-6 (Sф = 4440 см2). Если и такая площадь фундаментного блока будет недостаточна, тогда под эти блоки укладывают блоки-подушки марки ФЛ, например ФЛ 6-12-3 (Sф = 7080 см2) или ФЛ 8-12-3 (Sф = 9440 см2). Технические данные фундаментных блоков приведены в табл. 15 и 16.
Предприятия стройиндустрии изготавливают различные по размерам сборные элементы фундаментов и присваивают им свою маркировку. Для небольших садовых домиков под столбчатые фундаменты можно применить, например, блоки ФСД-1 (Sф = 1500 см2) - размеры 500x300x300 мм, масса 108 кг, объем бетона 0,045 м3.
Столбчатые фундаменты с ростверками
Для устойчивости столбов и устройства опоры для возведения стен дома после выверки отметок верхнего обреза фундаментных столбов (монтажного горизонта) устраивают ростверк из сборных железобетонных элементов или монолитного железобетона. Вариант столбчатого фундамента с ростверком из типовых элементов показан на рис. 3.
 |
 |
|
Рис. 3. Столбчатый фундамент с ростверком из сборных типовых элементов: 1 - блоки ленточного фундамента ФЛ 8-12-3 (1180*800*300 мм); 2 - бетонные блоки ФБС 9-5-6 (880*500*580 мм); 3 - ростверк из железобетонных перемычек 5 ПБ-25-37 П (2460*250*200 мм); 4 - проволочная скрутка; 5 - армированный монолитный пояс |
Рис. 5. Заглубленные столбчатые фундаменты, устраиваемые на пучинистых грунтах: а - сборный фундамент; б - сборно-монолитный фундамент; 1 - песчаная подготовка толщиной 10 -15 см; 2 - блок фундамента ФЛ 6-12-3 (1180*600*300 мм); 3 - асбестоцементная труба диаметром 200 - 300 мм; 4 - бетон класса В15 (М200); 5 - выпуск арматурных стержней не менее 10 - 15 см (класс арматуры А-III, диаметром 18-22 мм); 6 - опорная плита из монолитного железобетона; 7 - сердечник из металлической трубы диаметром 80 -100 мм |
Вместо железобетонных перемычек 5ПБ-25-37П могут использоваться перемычки 5ПБ-30-37П или БУ-28-1 длиной 2980 мм. Если нагрузки на перемычки превышают их расчетную несущую способность, то по верху перемычек устраивают обвязочный монолитный железобетонный пояс (рис. 4). Особенно это касается случаев строительства столбчатых фундаментов на просадочных и насыпных грунтах.
Столбчатые малозаглубленные фундаменты могут изготовляться из кирпича и монолитного бетона (рис. 1). Для этого в отрытую яму засыпают с послойным уплотнением влажный песок слоем толщиной 50 - 60 см, расстилают толь или рубероид, чтобы цементное молочко из бетона (раствора) не просачивалось в песок, и начинают кирпичную кладку на цементном растворе М50, а при монолитном варианте - укладку бетона М200. Стенки столбов делают сужающимися кверху, как показано на рис. 1.
После окончания устройства столбчатых фундаментов проверяют отметки верха столбов и при необходимости выравнивают цементным раствором состава 1:2. После этого приступают к устройству сборного, сборно-монолитного или монолитного железобетонного пояса (ростверка), а при строительстве деревянного дома - обвязки из бревен или брусьев. Устройство монолитного пояса обеспечит надлежащую продольную жесткость и устойчивость фундамента. До начала устройства монолитного пояса необходимо сборные перемычки надежно соединить между собой. Для этого монтажные петли крест-накрест связывают проволочной скруткой или соединяют с помощью сварки обрезки арматуры диаметром 8 -10 мм. Затем по верху перемычек устраивают опалубку и расстилают слой цементного раствора М100 толщиной 4 - 5 см, устанавливают арматурный каркас и укладывают бетонную смесь М200. Поверхность бетона выравнивают и закрывают любым рулонным материалом для предохранения от атмосферных воздействий. После набора прочности и устройства гидроизоляции можно приступать к монтажу плит перекрытий.
Фундаменты в глубокопромерзающих пучинистых грунтах
При строительстве домов в глубокопромерзающих пучинистых грунтах для уменьшения влияния сил морозного пучения целесообразно устраивать столбчатые фундаменты ниже уровня промерзания грунта. Для этого можно использовать не только традиционные фундаментные элементы, но и асбестоцементные, бетонные и металлические трубы. Варианты устройства таких фундаментов показаны на рис. 5.
Устройство сборного фундамента (рис. 5, а) выполняют в следующей технологической последовательности. На подготовленную песчаную подушку укладывают блок типа ФЛ, устанавливают вертикально асбестоцементную трубу нужной длины и на уровне земли фиксируют ее положение. У основания под углом 45° выполняют бетонную забудку, фиксирующую положение трубы на фундаментном блоке. Поверхность бетонной забудки закрывают толью (рубероидом) и присыпают грунтом (песком). Вместо цельной трубы фундаментный столб может быть смонтирован из отдельных составляющих. После устройства бетонной забудки переходят к устройству следующего столбчатого фундамента, давая время для набора прочности бетона забудки. Закончив монтаж всех фундаментных блоков, возвращаются к первому столбчатому фундаменту и выполняют обратную засыпку грунтом с тщательным послойным уплотнением. При устройстве столбчатого фундамента из отдельных отрезков труб засыпку с трамбовкой выполняют параллельно с их установкой. Закрепив таким образом фундаментный столб, приступают к установке арматурных стержней или сердечника из металлической трубы. Чтобы предотвратить сдвиг арматуры во время бетонирования, предварительно в асбестоцементный столб заливают бетон на высоту 10 - 15 см и в него погружают по центру сердечник металлической трубы или отдельные арматурные стержни на расстоянии от стенки столба 25 - 35 мм, лучше - пространственный арматурный каркас, выполненный из тех же отдельных арматурных стержней, связанных хомутом из арматурной проволоки диаметром 3 - 5 мм. Армированный фундаментный столб послойно (30 - 40 см) заполняют пластичной бетонной смесью М200 осадкой конуса (ОК) 6 - 8 см. Уплотняют бетон глубинным вибратором или штыкованием гладкой стержневой арматурой диаметром 20 - 25 мм класса А-1.
При возведении сборно-монолитного столбчатого фундамента (см. рис. 5, б) установку асбестоцементной трубы и металлического сердечника выполняют по свежеуложенной бетонной смеси опорной плиты, утапливая сердечник в тело плиты на 10 -15 см. В остальном последовательность выполнения работ аналогична устройству сборного варианта фундамента.